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Les réactions chimiques contribuent à la dégradation biologique du substrat indiquée par la valeur du rapport C/N (Carbone / Azote).
Il faut donc mélanger en proportion des éléments stables, relativement inertes, car la dégradation biologique entraine une dégradation des caractéristiques physiques du substrat.
Dans un premier temps, il faut veiller à ce que le substrat soit dépourvu de substances toxiques ou préjudiciables comme les métaux lourds, les tanins, les phénols ou un excès de carbonate de calcium. Avec des matériaux "maison", il est difficile d'évaluer les risques réels. Il est préférable dans ce cas d'avoir recours à des matériaux commerciaux mieux caractérisés.
Le substrat doit également être exempt de pathogènes.
Contrairement aux matériaux d'origine minérale, relativement inertes, les matériaux d'origine organique sont par nature biodégradables et donc susceptibles d'évoluer et de se dégrader.
Cette dégradation s'opère par l'intermédiaire des micro-organismes qu'ils hébergent, comme les bactéries et les champignons. La dégradation des molécules organiques entrant dans la constitution des substrats produit du dioxyde de carbone qui limite la respiration des racines ainsi que l'approvisionnement en eau et en éléments minéraux.
Plus spécifiquement, les protéines en se dégradant produisent de l'ammoniac, responsable de l'augmentation du pH. Certains auteurs ont également constaté que l'ammoniac peut être à l'origine d'une intoxication et d'une plus grande sensibilité à certaines maladies (Digat et Lemaire, 1992 cités par Urban, 1997). L'ammoniac peut également provoquer une augmentation du pH préjudiciable à l'absorption des éléments minéraux.
Le stade ultime de la dégradation de la matière organique est la minéralisation. Elle libère des ions comme le phosphore, le potassium, le calcium, le magnésium. En excès dans le substrat, ils seront à l'origine de problèmes de salinité ou de phytotoxicité pour les cas plus extrêmes.
Il faut donc éviter d'avoir recours à des substrats comportant des matériaux de trop forte biodégradabilité.
Le rapport C/N (Carbone / Azote) est un bon indicateur de la stabilité biologique des substrats d'origine organique. Il est en général élevé au début du processus de décomposition. En fin de processus, ce rapport est faible, la matière organique est alors presque stabilisée. Ce rapport C/N n'est cependant pas suffisant pour caractériser la stabilité biologique des substrats (Lemaire, 1993 cité par Urban, 1997).
Dans la pratique, tourbes et écorces sont relativement stables (Lemaire, 1993 cité par Urban, 1997).
Ce que l'on peut globalement retenir, c'est que les substrats inertes chimiquement et peu biodégradables permettent le meilleur contrôle de l'approvisionnement en éléments minéraux des plantes.
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